화학뉴스

곤충으로 생분해성 플래스틱을 생산하는 기술이 개발됐다.
미국 텍사스 A&M대학 캐런 울리 교수팀은 2023년 8월14일 샌프란시스코에서 개최된 미국 화학회가을회의(ACS Fall 2023)에서 동물 사료 등으로 기르는 동애등에(Black Soldier Flies)의 성충 사체에서 추출한 화학물질로 바이오 플래스틱을 만들었다고 밝혔다.
캐런 울리 박사는 “20여년 간 사탕수수 등 포도당 같은 천연물로 생분해성 고분자를 만드는 방법을 연구했지만 식량, 연료 등 다른 용도로도 쓰여 한계가 있다”며 “등애등에 연구는 다른 용도가 없는 대체 소재를 찾기 위한 것”이라고 설명했다.
연구팀은 많은 단백질과 영양 성분이 포함된 유충이 동물 사료로 쓰인다는 점과 음식물 쓰레기 등의 분해에 활용되는 동애등에의 성충이 번식기가 지나면 그대로 버려진다는 점에 주목했다.
동애등에 사체의 주요 성분이 곤충이나 갑각류의 딱딱한 외골격을 이루는 키틴이라는 것을 확인하고 새우와 게 껍데기 등에서 키틴을 뽑아내는 기술을 적용해 동애등에 사체에서 키틴을 추출·정제했다.
키틴은 당 성분 기반의 무독성, 생분해성 고분자 물질로 곤충, 새우, 게 등의 껍질에 많이 들어 있으며 대량 추출돼 여러 분야에서 다양한 용도로 쓰이고 있다.
정제된 파리 키틴에서 아세틸기(Acetyl Group)를 떼어내 키토산(Chitosan)으로 전환한 다음 기능성 그룹을 붙이고 교차결합을 형성시켜 흡수력이 뛰어난 하이드로겔 형태의 바이오 플래스틱을 만들었으며 분석 결과 합성된 바이오 플래스틱은 자기 무게의 47배에 달하는 물을 빨아들여 저장할 수 있을 정도로 흡수력이 뛰어난 것으로 나타났다.
개발된 하이드로겔은 홍수 때 물을 흡수했다가 가뭄 때 방출하게 할 수 있을 뿐만 아니라 생분해성 덕분에 분해될 때 나오는 물질이 식물의 영양분이 될 수 있을 것으로 기대되고 있다.
연구팀은 후속 연구로 키틴을 단량체인 글루코사민으로 분해하는 프로젝트를 추진할 계획으로 글루코사민을 원료로 PC(Polycarbonate)나 폴리우레탄(PU: Polyurethane) 같은 플래스틱을 생분해성으로 만들 수 있을 것으로 판단하고 있다.
캐런 울리 교수는 “동애등에 사체 물질로 만든 바이오 플래스틱은 폐기하면 완전분해되거나 소화되기 때문에 현재의 플래스틱 오염 같은 문제는 일으키지 않는다”며 “지속가능한 순환경제 개념과 일치하는 것”이라고 강조했다. (윤우성 기자)